DE3602071C2 - Allradlenkeinrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Allrad-Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Lenkeinrichtung ist nach der DE 33 38 702 C2 bekannt.

Aus der DE 33 43 180 A1 ist eine Lenkeinrichtung bekannt, die eine manuell betätigbare Wahlvorrichtung zur Auswahl eines Verhältnisses zweier Lenkparameter aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Allrad- Lenkeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, die bei Verwendung einer manuell betätigbaren Schaltervorrichtung die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs wesentlich verbessert, ohne eine plötzliche Bewegungsänderung des Fahrzeugs bei manueller Einstellung des Einschlagwinkelverhältnisses hervorzurufen. Dies bedeutet, daß eine manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses nur dann möglich sein soll, wenn sie nicht zu einer plötzlichen Bewegungsänderung des Fahrzeugs führt, und daß eine automatische Freigabe des manuell gewählten Zustandes eintritt, wenn dieser für den jeweiligen Fahrzustand falsch ist. Außerdem soll ein falscher, manuell eingestellter Zustand durch ein Warnsignal gekennzeichnet werden und dabei eine Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit eintreten, die jegliches unerwünschte Verhalten des Fahrzeugs verhindert.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei einer Lenkeinrichtung nach der Erfindung kann der Zustand, in dem die manuelle Wahl eines Einschlagwinkelverhältnisses unmöglich sein soll, die Beschleunigung und die Verzögerung des Fahrzeugs, ein Lenkvorgang, hohe Fahrgeschwindigkeit u. ä. sein, da jeder dieser Zustände mit einer Situation verbunden ist, in der eine manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses falsch bzw. unerwünscht sein kann.

Durch Sperren der manuellen Betätigungsmöglichkeit der Schaltervorrichtung in einem solchen Zustand werden also die aus plötzlichen Änderungen des Einschlagwinkels der Hinterräder sich ergebenden Nachteile vermieden.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann anstelle einer selbsttätigen Sperrwirkung auch eine Alarmgabe vorgesehen sein. Die entsprechende Alarmvorrichtung kann betätigt werden, wenn das Einschlagwinkelverhältnis manuell gewählt wird oder wenn infolge der manuellen Einstellung eines Einschlagwinkelverhältnisses ein unerwünschter Zustand eintritt.

Durch die Alarmsignalgabe kann der Fahrer nach manueller Wahl eines Einschlagwinkelverhältnisses entweder die ge­ wählte Einstellung wieder freigeben oder die Fahrgeschwin­ digkeit verringern.

Es kann auch eine Verzögerungseinrichtung für die vorbe­ schriebene Sperrwirkung vorgesehen sein, wodurch plötzli­ che Änderungen des Einschlagwinkels der Hinterräder bei gradueller Veränderung des Einschlagwinkelverhältnisses vermieden werden.

Anstelle der Sperrmaßnahmen für die manuell betätigbare Schaltervorrichtung kann auch eine Fahrgeschwindigkeitsbe­ grenzung vorgesehen sein, so daß jeglicher unerwünschte Betriebszustand vermeidbar ist, indem die Fahrgeschwindig­ keit innerhalb eines zulässigen Bereichs begrenzt wird.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Grundkon­ struktion eines Lenkmechanismus für ein Fahrzeug mit Allradlenkung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung ei­ ner Hinterradlenkung für das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel,

Fig. 3a, b und c Seitenansichten der Hinterradlenkung nach Fig. 2 zur Verdeutlichung des Arbeitsprin­ zips,

Fig. 4 eine schematisch-perspektivische Darstellung des Steuerprinzips für das in Fig. 1 bis 3 gezeigte Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 ein Blockdiagramm für das in Fig. 4 gezeigte Steuerprinzip,

Fig. 6 eine graphische Darstellung des Ausgangssignal­ verlaufs der Anordnung nach Fig. 5,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 4, jedoch für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 8 ein Blockdiagramm für das in Fig. 7 gezeigte Steuerprinzip,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 4, jedoch für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 10 ein Blockdiagramm für das in Fig. 9 gezeigte Steuerprinzip,

Fig. 11 ein perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 4, jedoch für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 12 ein Blockdiagramm für das in Fig. 11 gezeigte Steuerprinzip,

Fig. 13 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 4, jedoch für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 14 eine schematische Schnittdarstellung der Steuer­ vorrichtung nach Fig. 13,

Fig. 15 ein Blockdiagramm für das in Fig. 13 und 14 ge­ zeigte Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist perspektivisch die Grundkonstruktion eines Fahrzeugs mit Allrad-Lenkeinrichtung dargestellt. Fig. 2 zeigt die vergrößerte perspektivische Darstellung der Hinterradlenkung, und Fig. 3a bis c Seitenansichten zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Hinterradlenkung.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Lenkwelle 2 eines Lenk­ rades 1 mit einem Zahnstangen-Lenkgetriebe 3 verbunden, und zwei Spurstangenteile 5 sind mit den beiden Enden ei­ ner Zahnstange 4 verbunden, die in ein Ritzel (nicht dar­ gestellt) eingreift, welches am unteren Ende der Lenkwelle 2 befestigt ist. An den äußeren Enden der Spurstangenteile 5 sind Spurhebel 6 befestigt, die das rechte bzw. linke Vorderrad 7 so führen, daß sie in bekannter Weise mit dem Lenkrad 1 in vorbestimmte Richtungen eingeschlagen werden können.

Eine Ritzelwelle 8 tritt aus dem Lenkgetriebe 3 nach hin­ ten aus, und an ihrem hinteren Ende ist mit einem Kreuz­ gelenk 9 eine Gelenkwelle 10 angeschlossen. Die Ritzel­ welle 8 ist mit einem (nicht dargestellten) Ritzel ver­ sehen, das in die Zahnstange 4 eingreift. An das hintere Ende der Gelenkwelle 10 ist mit einem weiteren Kreuzgelenk 11 eine Antriebswelle 12 (Fig. 2) angeschlossen, die auf der Längsmittellinie des hinteren Teils des Fahrzeugs an­ geordnet ist und in einer Aufhängung 13 gelagert ist, wie Fig. 2 zeigt.

Eine Schwingwelle 15, die in Fig. 2 deutlicher dargestellt ist, ist an das hintere Ende der Antriebswelle 12 mit ei­ ner Gabel 14 angeschlossen, und ein Verbindungselement 16 sitzt locker auf dem Mittelteil der Schwingwelle 15. Die beiden seitlichen Enden des Verbindungselements 16 sind mit Spurstangenteilen 18 über Kugelgelenke 17 verbunden. Das Verbindungselement 16 ist am Fahrzeugkörper mit Gelenk­ teilen 21, 22 und einer Halterung 23 befestigt, so daß es in einer vertikalen Ebene schwingen kann, die quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs liegt. Die äußeren Enden der Spurstangenteile 18 sind mit zwei Spurhebeln 19 verbun­ den, die jeweils das rechte bzw. linke Hinterrad tragen.

Am hinteren Ende der Schwingwelle 15 ist ein Arm 25 nach unten ragend befestigt, und ein Verbindungsglied 26 ist am unteren Ende des Arms 25 schwenkbar und mit seinem hinteren Ende an einem Schieber 27 angelenkt, so daß es in einer vertikalen Ebene beweglich ist, die parallel zu der Längsrichtung des Fahrzeugs liegt. Der Schieber 27 ist mit der Abtriebswelle 30 eines Motors 29 über eine Kugel­ umlaufspindel 28 (Fig. 3) verbunden, und der Motor 29 ist fest am Fahrzeugkörper so montiert, daß die Abtriebswelle 30 sich hinter der Antriebswelle 12 koaxial zu dieser be­ findet.

Ein Rechner 31 ist am Fahrzeug befestigt und liefert Signa­ le an den Motor 29, die die Fahrgeschwindigkeit und die Position des Schiebers 27 angeben und von einem Fahrge­ schwindigkeitssensor 32 sowie einem Positionssensor 33 stammen.

Wenn der Schieber 27 die in Fig. 3a gezeigte Position hat, bei der ein Schwenkpunkt P des Verbindungselements 16 auf der Längsachse der Antriebswelle 12 liegt, so wird das Verbindungselement 16 infolge der koaxialen Bewegung der Antriebswelle 12 und der Schwingwelle 15 nicht seitlich ausgelenkt, und die Spurstangenteile 18 bleiben stationär, auch wenn das Lenkrad 1 oder die Antriebswelle 12 gedreht wird. Daher werden die Vorderräder 7 zwar eingeschlagen, die Hinterräder 20 jedoch nicht.

Wenn andererseits die Fahrgeschwindigkeit gering ist und unter einem vorgegebenen Wert d (Fig. 6) liegt, so wird der Schieber 27 gemäß Fig. 3b nach vorn verlagert, da der Rechner den Motor 29 entsprechend der Fahrgeschwindigkeit, signalisiert vom Fahrgeschwindigkeitssensor 32, einstellt. Befindet sich der Schieber 27 in seiner vorderen Stellung, so schwingt das Verbindungselement 16 bei Drehung der Antriebswelle 12 infolge Drehung des Lenkrades 1 in seit­ licher Richtung, da die Schwingwelle 15 abwärts geneigt und der Schwenkpunkt P nach unten aus der Längsmitte der Antriebswelle 12 um einen Betrag e₁ verlagert ist. Dabei werden die Spurstangenteile 18 der Hinterräder 20 verla­ gert, jedoch in entgegengesetztem Sinne zu der Verlagerung der Spurstangenteile 5 der Vorderräder 7. Deshalb werden die Hinterräder 20 entgegengesetzt zu den Vorderrädern 7 eingeschlagen, und das Einschlagwinkelverhältnis zwischen Vorderrädern und Hinterrädern nimmt einen negativen Wert an und ändert sich kontinuierlich abhängig von den Ände­ rungen der Fahrgeschwindigkeit.

Ist die Fahrgeschwindigkeit hoch und liegt sie über dem vorgegebenen Wert d (Fig. 6), so steuert der Rechner 31 den Motor 29 entsprechend der jeweiligen Fahrgeschwindig­ keit entgegengesetzt, so daß der Schieber 27 nach rück­ wärts bewegt wird, wie es in Fig. 3c dargestellt ist. Durch die Rückbewegung des Schiebers 27 ist nun die Schwing­ welle 15 nach oben geneigt, und der Schwenkpunkt 5 bewegt sich über die Längsmitte der Antriebswelle 12 um einen Betrag e₂. Das Verbindungselement 16 schwenkt seitlich entsprechend der Drehung der Antriebswelle 12 und ver­ lagert die Spurstangenteile 18 für die Hinterräder 20 in derselben Richtung wie es bei den Spurstangenteilen 5 der Vorderräder 7 der Fall ist. Deshalb werden die Hinterrä­ der 20 übereinstimmend mit den Vorderrädern 7 eingeschla­ gen, und das Einschlagwinkelverhältnis zwischen Vorder­ rädern und Hinterrädern nimmt einen positiven Wert an und ändert sich kontinuierlich abhängig von Änderungen der Fahrgeschwindigkeit.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 6 die Steuerung für das vorstehend erläuterte Ausführungsbei­ spiel insbesondere im Hinblick auf die Wirkung des Rech­ ners 31 beschrieben. Fig. 4 zeigt schematisch ein Steuer­ prinzip für das vorstehend beschriebene Ausführungsbei­ spiel. Fig. 5 zeigt das zugehörige Blockdiagramm, und Fig. 6 zeigt eine charakteristische graphische Darstel­ lung des Einschlagwinkelverhältnissignals, welches mit der Anordnung nach Fig. 5 erzeugt wird.

In Fig. 4 ist eine manuell betätigbare Wahlvorrichtung 34 für ein Einschlagwinkelverhältnis dargestellt. Diese Wahl­ vorrichtung 34 hat mehrere Drucktasten 35a, 35b, 35c, 35d, die am Instrumentenbrett 36 des Fahrzeugs angeordnet sind, so daß sie der Fahrer manuell betätigen kann. Die Wahl­ vorrichtung 34 ist mit dem Rechner 31 verbunden, so daß die an ihr vorgenommene Auswahl dem Rechner 31 übermittelt wird.

Im folgenden wird nun die manuelle Auswahl des Einschlag­ winkelverhältnisses und deren Auswirkung auf den Rechner 31 unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert.

Es wird zunächst der Normalbetrieb (oder automatischer Be­ trieb AT) erläutert, in dem sich das Einschlagwinkelver­ hältnis automatisch mit der Fahrgeschwindigkeit ändert. Diese Betriebsart wird erreicht, indem die erste Drucktaste 35a der Wahlvorrichtung 34 betätigt wird. Wie bereits erläutert, wird das von dem Fahrgeschwindigkeitssensor 32 abgegebene Signal in den Rechner 31 eingegeben und in ein Datensignal k_a umgesetzt, welches das Einschlagwinkelver­ hältnis angibt. Diese Umsetzung ist in Fig. 5 mit (a) be­ zeichnet. Gleichzeitig wird das aktuelle Einschlagwinkel­ verhältnis in Form eines Datensignals k_b von dem Positions­ sensor 33 erhalten, und eine Korrekturinformation b₁ er­ gibt sich durch arithmetische Verarbeitung der beiden Da­ tensignale k_a und k_b in einem Vergleichsprozeß (b). Da der Automatikbetrieb AT mit der Wahlvorrichtung 34 gewählt ist, wird die Korrekturinformation b₁ von dem Rechner 31 nach einem Auswahlverfahren (c) ohne jegliche Sperre ab­ geleitet, und es wird ein Korrektursteuersignal S₁ für die erforderliche Änderung des Einschlagwinkelverhältnisses entsprechend der Fahrgeschwindigkeit dem Motor 29 über eine Ausgabevorrichtung 37 zugeführt.

In einem Speicher (d) des Rechners 31 sind ein oder mehre­ re Informationssätze für bestimmte Einschlagwinkelverhält­ nisse gespeichert. Diese Informationen (d) können bei­ spielsweise aus mehreren Einschlagwinkelverhältnisdaten k₀, k₁ . . . k₆ mit willkürlichen Werten bestehen. Wenn eine der Drucktasten in der Wahlvorrichtung 34 mit Ausnahme der Drucktaste 35a für Automatikbetrieb, beispielsweise die Drucktaste 35b, betätigt wird, so werden die entsprechen­ den Einschlagwinkelverhältnisdaten k₁ aus den Informationen (d) ausgelesen, und es wird durch einen arithmetischen Vergleich (e) abhängig von den Einschlagwinkelverhältnis­ daten k_b des Positionssensors 33 eine Korrekturinformation b₂ erzeugt.

Wenn bei dem Auswahlverfahren (c) eine andere Drucktaste als diejenige für Automatikbetrieb AT der Wahlvorrichtung 34 betätigt wird, so wird das Ausgangssignal der Korrektur­ information b₁ beendet und statt dessen die Korrekturin­ formation b₂ erzeugt. Dadurch wird ein Korrektursteuer­ signal S₂ von der Ausgabevorrichtung 37 an den Motor 29 abgegeben, wodurch das Einschlagwinkelverhältnis der Hin­ terräder auf den Wert k₁ eingestellt wird.

Die Wirkungen der anderen Drucktasten 35b, 35d . . . sind ähnlich den vorstehend beschriebenen, und der Fahrer des Fahrzeugs kann manuell eines der Einschlagwinkelverhält­ nisse k₀ bis k₆ auswählen, die relativ zur Fahrgeschwin­ digkeit feste Werte haben und in Fig. 6 dargestellt sind. Somit kann der Fahrer das Einschlagwinkelverhältnis der Hinterräder relativ zu den Vorderrädern je nach Wunsch einstellen und ein Fahrverhalten erzielen, welches seinen Bedürfnissen entspricht.

Gleichzeitig differenziert der Rechner 31 gemäß dem in Fig. 5 gezeigten Block (h) das Fahrgeschwindigkeitssignal des Fahrgeschwindigkeitssensors 32 und erzeugt ein Fahr­ geschwindigkeitsänderungssignal in einem Bestimmungsprozeß (f). In diesem Bestimmungsprozeß (f) wird das Fahrgeschwin­ digkeitsänderungssignal mit einem vorbestimmten Referenz- Datensignal (g) verglichen und bestimmt, ob das erstere Signal das zweite überschreitet oder nicht. Wenn die aktuelle Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit größer als die vorbestimmte Änderungsrate ist, so wird das Bestim­ mungsergebnis dem Auswahlverfahren (c) zugeführt, und das Ausgangssignal der Korrekturinformation b₂ für manuelle Korrektur wird begrenzt. Mit anderen Worten: Im Zustand der automatischen Korrektur des Einschlagwinkelverhältnis­ ses hält das Auswahlverfahren (c) den Automatikbetrieb AT aufrecht, solange die aktuelle Änderungsrate oder die Fahr­ zeugbeschleunigung größer als der vorbestimmte Wert ist, und ermöglicht keine manuelle Steuerung, auch wenn die manuelle Korrektur mit der Wahlvorrichtung 34 gewählt wur­ de.

Die Drucktasten 35a, 35b . . . können so angeordnet sein, daß sie nicht betätigbar sind oder nach dem Niederdrüc­ ken wieder hochspringen, solange die manuelle Wahl ge­ sperrt sein soll.

Somit kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Manövrier­ fähigkeit eines Fahrzeugs verbessert werden, indem eine manuelle Änderung des Einschlagwinkelverhältnisses auf einen vorbestimmten Wert unabhängig von der Fahrgeschwin­ digkeit bei einer Allrad-Lenkeinrichtung ermöglicht wird, in der das Einschlagwinkelverhältnis der Hinterräder re­ lativ zu den Vorderrädern variiert werden kann. Ferner wird eine unerwartete und plötzliche Änderung der Bewe­ gung des Fahrzeugs verhindert, wenn eine solche manuelle Wahl unerwünscht ist oder wenn die Beschleunigung des Fahrzeugs eine manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhält­ nisses ungeeignet erscheinen läßt, indem die manuelle Wahl gesperrt wird.

In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Daten (g) der Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit zur Ableitung einer entsprechenden Sperre aus einem Bereich möglicher Geschwindigkeitsänderungen gewählt, die nicht mit einer plötzlichen Änderung der Fahrzeugbewegung ver­ bunden sind. Allgemein gesprochen, können die Daten der Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit so ausgewählt wer­ den, daß sie mit dem Absolutwert der aktuellen Änderungs­ rate der Fahrgeschwindigkeit vergleichbar sind, jedoch ist es auch möglich, unterschiedliche Werte der Änderungs­ rate der Fahrgeschwindigkeit bei Beschleunigung und Ver­ zögerung zu verwenden, so daß unterschiedliche Grenzwerte für Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs vorgeb­ bar sind.

Es ist auch möglich, eine Verzögerungsvorrichtung zusätz­ lich zu der manuellen Wahlvorrichtung vorzusehen, so daß die manuelle Wahl entsprechend graduell erfolgt, auch wenn sie nicht gesperrt ist, und das Einschlagwinkelver­ hältnis der Hinterräder keine plötzlichen Änderungen er­ fahren kann, und zwar zu jedem Zeitpunkt unabhängig von dem Einschlagwinkel der Vorderräder.

In Fig. 7 und 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit den vorherigen Figuren über­ einstimmende Teile tragen dieselben Bezugszeichen und werden im folgenden nicht nochmals erläutert, um nicht erforderliche Wiederholungen zu vermeiden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Positionssensor 39 im unteren Bereich eines Schalthebels 38 angeordnet, um dessen Position zu signalisieren. Der Positionssensor 39 hat Grenzschalter, die den Schaltstellungen zugeordnet sind, nicht aber den Stellungen "langsam" und "rückwärts". Die Konstruktion des Positionssensors ist hierauf aber nicht beschränkt, so daß es auch möglich ist, Grenzschal­ ter allen Schaltstellungen oder aber allen Schaltstellun­ gen mit Ausnahme den Stellungen "langsam", "rückwärts" und "neutral" zuzuordnen. Die Grenzschalter können nicht nur mechanische Schalter, sondern auch optische oder an­ dersartige Schalter sein. Handelt es sich um ein automati­ sches Getriebe, so ist es möglich, einen Positionssensor dieser Art innerhalb des Automatikgetriebes vorzusehen, um die Schaltstellungen zu kennzeichnen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Automatik­ betrieb AT der Vorder- und Hinterradlenkung demjenigen des vorher beschriebenen Ausführungsbeispiels, jedoch ist ge­ mäß Fig. 8 ein Bestimmungsprozeß (f) vorgesehen, der das Positionssignal des Positionssensors 39 empfängt und auf den Auswahlprozeß (c) so einwirkt, daß die manuelle Wahl gesperrt wird, wenn die Schaltstellung nicht "langsam" oder "rückwärts" ist.

Somit wird die manuelle Wahl verhindert, wenn die Schalt­ stellung einem Hochgeschwindigkeitsbetrieb entspricht. Im langsamen Geschwindigkeitsbereich ist zwar die gegenläufige Phasenbeziehung wünschenswert, um den Kurvenradius des Fahrzeugs zu verringern, jedoch neigt der Hinterteil des Fahrzeugs zur seitlichen Versetzung entsprechend der ge­ genläufigen Phase. Deshalb ist übereinstimmende Phasenbe­ ziehung günstiger, wenn das Fahrzeug aus einer Parkstel­ lung an einer Wand oder einem Bordstein gestartet werden soll.

Dieses Ausführungsbeispiel bietet nun den Vorteil besserer Manövrierfähigkeit in allen Betriebsbedingungen des lang­ samen Geschwindigkeitsbereichs und ermöglicht die manuelle Wahl der beiden unterschiedlichen Phasenbeziehungen, wo­ bei gleichzeitig eine unerwartete Auswahl des manuellen Betriebs im Hochgeschwindigkeitsbereich verhindert wird, die zu unerwarteten Anforderungen an die Handhabung des Fahrzeugs führen könnte.

In Fig. 9 und 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Für Teile, die mit entsprechen­ den Teilen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 und 5 übereinstimmen, sind gleiche Bezugszeichen verwendet, und diese Teile werden nicht nochmals erläutert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Einschlagwinkel­ sensor 40 zur Messung des Einschlagwinkels der Vorder­ räder im unteren Teil der Lenkwelle 2 angeordnet. Dieser Sensor kann ein Potentiometer, ein Elektromagnetsensor oder ein Sensor anderer Art sein, der entweder direkt oder durch Differentiation ein Signal erzeugt, das die Drehgeschwindigkeit der Lenkwelle 2 oder die Einschlag­ geschwindigkeit der Vorderräder angibt. Das Ausgangssignal des Einschlagwinkelsensors 40 wird gleichfalls dem Rechner 31 zugeführt.

Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel der Automatikbe­ trieb AT sich von dem entsprechenden Betrieb der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht unterscheidet, differenziert der Rechner 31 in einem Differenzierprozeß (h) das Einschlagwinkelsignal des Sensors 40 zu einem Einschlaggeschwindigkeitssignal zur Verwendung in einem Bestimmungsprozeß (f). In diesem Bestimmungsprozeß (f) wird das Einschlaggeschwindigkeitssignal mit einem vor­ bestimmten Referenzwert verglichen und bestimmt, ob das Signal über oder unter diesem Referenzwert liegt. Wenn die aktuelle Einschlaggeschwindigkeit größer als der vorbestimmte Wert ist, so wird das Bestimmungsergebnis dem Auswahlprozeß (c) zugeführt, und das Ausgangssignal der Korrekturinformation b₂ für manuelle Korrektur wird begrenzt. Mit anderen Worten: Im Zustand der Korrektur des Einschlagwinkelverhältnisses im Automatikbetrieb AT behält der Auswahlprozeß (c) den Automatikbetrieb AT bei, solange die aktuelle Einschlaggeschwindigkeit größer als der vorbestimmte Wert ist, und verhindert die manuelle Auswahl des Einschlagwinkelverhältnisses, auch wenn die manuelle Korrektur an der Wahlvorrichtung 34 eingestellt ist.

Die Einschlaggeschwindigkeitsdaten für eine solche Begren­ zung werden aus einem Einschlaggeschwindigkeitsbereich ge­ wählt, bei dem keine plötzliche Änderung der Fahrzeugbe­ wegung eintritt. Allgemein gesprochen, kann der vorge­ gebene Wert für den Einschlagwinkel so gewählt werden, daß er mit dem Absolutwert der aktuellen Einschlaggeschwin­ digkeit verglichen werden kann, es ist jedoch auch möglich, das Bestimmungsverfahren mit einem Vergleich einer Kombi­ nation des Einschlagwinkels und der Einschlaggeschwindig­ keit durchzuführen.

Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß eine unbe­ absichtigte manuelle Auswahl falscher Einschlagwinkelver­ hältnisse verhindert wird, wenn das Fahrzeug kurvt oder wenn eine solche manuelle Auswahl eine ungünstige Reaktion des Fahrzeugs zur Folge hätte. Die manuelle Auswahl eines Einschlagwinkelverhältnisses ist nur dann möglich, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt oder sich in einer nahezu stetigen Kurvenfahrt befindet.

In Fig. 11 und 12 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Solche Teile, die mit entsprechen­ den Teilen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, insbesondere des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 und 5, übereinstimmen, tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht nochmals erläutert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind eine Alarmlampe 41 und ein Alarmsummer 42 an geeigneten Stellen des Instrumenten­ bretts 36 des Fahrzeugs vorgesehen und mit der Wahlvor­ richtung 34 über eine Ausgabevorrichtung 37 verbunden. Es kann auch nur entweder der Alarmsummer oder die Alarm­ lampe vorgesehen sein.

Wie aus Fig. 12 hervorgeht, ist die Wahlvorrichtung 34 mit der Ausgabevorrichtung 43 für die Alarmlampe 41 und den Alarmsummer 42 verbunden und aktiviert die Alarmlampe 41 und den Alarmsummer 42, wenn das Einschlagwinkelver­ hältnis manuell gewählt wird.

Somit wird der Fahrer bei jedem manuellen Einstellen des Einschlagwinkelverhältnisses gewarnt und kann nicht durch eine unerwartete Reaktion des Fahrzeugs überrascht wer­ den, auch wenn er vergißt, daß die manuelle Wahl noch wirksam ist.

Gemäß einer Abwandlung kann ein Zeitgeber beispielsweise in der Ausgabevorrichtung 43 vorgesehen sein, so daß nur dann eine Alarmgabe erfolgt, wenn die manuelle Wahl durch­ geführt ist und eine vorbestimmte Zeit danach abgelaufen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich der Vor­ teil, daß der Fahrer, nachdem er ein bestimmtes Einschlag­ winkelverhältnis gewählt hat, welches zum Parken des Fahr­ zeugs längs einer Wand (übereinstimmende Phasenbeziehung) oder zum Fahren in einer schmalen und kurvigen Straße mit kleinem Kurvenradius (entgegengesetzte Phasenbeziehung) er­ forderlich ist, das Abschalten der manuellen Wahl nicht vergißt, wenn er auf Schnellstraßen fährt. Hierzu geben die Lampe 41 und/oder der Summer 42 ein Warnsignal ab.

Als weitere Abwandlung ist es möglich, das zweite und das vierte Ausführungsbeispiel zu kombinieren. Dabei wird die Warnlampe 41 und/oder der Warnsummer 42 nur dann akti­ viert, wenn eine manuelle Auswahl des Einschlagwinkelver­ hältnisses erfolgt und gleichzeitig der Schalthebel 38 in der Schnellstellung steht. Somit wird der Fahrer, der manuell ein bestimmtes festes Einschlagwinkelverhältnis zum Manövrieren des Fahrzeugs auf begrenztem Raum gewählt und die Gangschaltung zur Schnellfahrt hochgeschaltet hat, zur Freigabe der manuellen Wahl oder zur Verringerung der Fahrgeschwindigkeit aufgefordert bzw. gewarnt. Somit kann das Fahrzeug im niedrigen Geschwindigkeitsbereich gut manövriert werden, da es einen kleinen Kurvenradius hat, und das Hinterteil des Fahrzeugs wird durch das manuell gewählte Einschlagwinkelverhältnis nicht seitlich ver­ setzt. Da das Warnsystem die manuelle Wahl des Einschlag­ winkelverhältnisses im Hochgeschwindigkeitsbereich verhin­ dert, zeigt das Fahrzeug in diesem Bereich keine unerwünsch­ te Reaktion.

In Fig. 13 bis 15 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Solche Teile, die mit gleichen Tei­ len der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, insbe­ sondere des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 und 5, über­ einstimmen, tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht nochmals erläutert.

In Fig. 13 und 14 ist eine automatische Geschwindigkeits- Steuerung 44 dargestellt, mit der die Fahrgeschwindigkeit auf Schnellstraßen u. ä. auf einem festen Wert gehalten wird, ohne daß hierzu das Gaspedal betätigt wird. Wie Fig. 14 zeigt, umfaßt die Geschwindigkeitssteuerung 44 eine Drosselklappen-Betätigungsvorrichtung 45, die die Drosselklappenöffnung durch Öffnen und Schließen eines Unterdruckventils 47 für Beschleunigung und eines Ablaß­ ventils 48 für Verzögerung steuert, wobei der Ansaugunter­ druck oder der atmosphärische Druck je nach Erfordernis in eine Unterdruckkammer P der Betätigungsvorrichtung 45 eingeführt wird, um eine Membran 49 zu bewegen. Diese bewegt wiederum ein Gaspedalgelenk entsprechend einem Signal S₃, das von einer Ausgabevorrichtung 46 zugeführt wird, welche wiederum über eine nicht dargestellte Ge­ schwindigkeitssteuerung bekannter Art angesteuert wird. Das Unterdruckventil 47 führt bei seiner Einschaltung Unterdruck in die Unterdruckkammer P und sperrt den Unter­ druck ab, wenn es abgeschaltet wird. Das Ablaßventil 48 sperrt gegenüber dem Atmosphärendruck, um den Unterdruck in der Unterdruckkammer P beizubehalten. Es führt Unter­ druck in die Unterdruckkammer P ein, wenn es abgeschaltet wird. Ein Sicherheitsventil 50 schaltet den Atmosphären­ druck ab und führt ihn bei seiner Abschaltung ein, um das Abschalten der Geschwindigkeitssteuerung zu beschleunigen. Ferner sind ein Unterdruckbehälter 51, ein Filter 52, ein Einwegventil 53, ein Vergaser-Isolator 54 und ein Gaspedal­ gelenk 55 vorgesehen.

Wie aus Fig. 14 und 15 hervorgeht, ist die Ausgabesteuer­ vorrichtung 56 mit der Betätigungsvorrichtung 45, insbe­ sondere mit deren Unterdruckventil 47 und deren Ablaßven­ til 48 verbunden und steuert diese beiden Ventile, und die Wahlvorrichtung 34 ist mit der Ausgabesteuervorrichtung 56 verbunden, um ihr das erforderliche Steuersignal S₄ zuzuführen. Somit kann die Wahlvorrichtung 34 auf die Be­ tätigungsvorrichtung 45 zur Steuerung der Drosselklappen­ öffnung oder der Fahrgeschwindigkeit innerhalb einer vor­ gegebenen Grenze einwirken, wenn das Einschlagwinkelver­ hältnis manuell gewählt ist.

Die Wirkungen des Automatikbetriebes und der manuellen Wahl eines Einschlagwinkelverhältnisses, wie sie in Ver­ bindung mit Fig. 5 erläutert wurden, gelten auch für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 bis 15, so daß sie hier nicht nochmals erläutert werden müssen.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung können ohne Abweichung von deren Grundgedanken abgewandelt werden. Beispielsweise können die für den Rechner 31 beschriebenen verschiedenen Prozesse durch ein bestimmtes Programm (Software) abgearbeitet werden, das in einem Programmspeicher des Rechners 31 enthalten ist. Alternativ ist es möglich, elektrische Schaltungen und/oder mechanische Vorrichtungen anstelle eines Rech­ ners zu verwenden, um gleichartige Ergebnisse zu erzielen.

Ferner wird das Einschlagwinkelverhältnis der Vorder- und Hinterräder manuell entsprechend dem Ausgangssignal des Positionssensors 33 eingestellt. Der Einschlagwinkel der Hinterräder kann aber auch direkt und nicht über ein Ein­ schlagwinkelverhältnis bestimmt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung in einem Fahr­ zeug mit manueller Lenkung begrenzt, sondern kann in gleicher Weise auch bei solchen Fahrzeugen eingesetzt werden, die ein servogestütztes Lenksystem haben, welches beispielsweise mit hydraulischer oder elektrischer oder Unterdruckunterstützung arbeitet. Die Übertragung der Lenkkraft von dem vorderen auf das hintere Lenksystem kann auch auf unterschiedliche Weise verwirklicht werden, beispielsweise durch ein Hydrauliksystem. Wenn die Len­ kung der Hinterräder elektrisch gesteuert wird, so kann das Ausgangssignal des Einschlagwinkelsensors direkt von einem Rechner verarbeitet werden, der dann eine Betäti­ gungsvorrichtung zum Einschlagen der Hinterräder steuert.

Durch die Erfindung wird die Manövrierfähigkeit eines Fahrzeugs verbessert, indem die manuelle Änderung des Einschlagwinkelverhältnisses auf einen vorbestimmten Wert unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit bei der Vorder- und Hinterradsteuerung eines Fahrzeugs ermöglicht wird, bei dem das Einschlagwinkelverhältnis der Hinterräder re­ lativ zu den Vorderrädern veränderbar ist. Die Erfindung bietet den zusätzlichen Vorteil, daß jegliche unerwarteten plötzlichen Änderungen des Fahrverhaltens des Fahrzeugs vermieden werden, indem eine Warnsignalgabe erfolgt oder die manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses oder aber die Fahrgeschwindigkeit begrenzt wird.

Claims (13)

1. Allrad-Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug zur variablen Steuerung des Einschlagwinkelverhältnisses der Hinterräder (20) relativ zu den Vorderrädern (7) in Abhängigkeit von vorbestimmten Bedingungen, mit einer Speichervorrichtung zur Speicherung von Daten für zumindest ein festes Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis und ein variables Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis als Funktion der Fahrgeschwindigkeit, gekennzeichnet durch eine Betätigungseinrichtung (15, 16, 21, 22, 23 und 25 bis 30) zur Einstellung eines Hinterrad- Einstellwinkelverhältnisses, das aus den in der Speichervorrichtung (d) enthaltenen Daten ausgewählt ist, durch eine manuell betätigbare Wahlvorrichtung (34) zur Auswahl des festen Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnisses bei ihrer Einschaltung und zur Auswahl des variablen Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnisses bei ihrer Ausschaltung und durch eine Begrenzungsvorrichtung (c) zur Sperrung der Funktion der Wahlvorrichtung (34), wenn ein vorbestimmter Betriebszustand des Fahrzeugs vorliegt.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (c) die Funktion der Wahlvorrichtung (34) begrenzt, wenn die Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit größer als ein vorbestimmter Wert ist.

3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (c) die Funktion der Wahlvorrichtung (34) begrenzt, wenn der Absolutwert der Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit größer als ein vorgegebener Wert ist.

4. Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (c) die Funktion der Wahlvorrichtung (34) begrenzt, wenn die Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit größer als ein vorgegebener positiver Wert oder kleiner als ein vorgegebener negativer Wert ist.

5. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahlvorrichtung (34) eine Verzögerungsvorrichtung umfaßt, die einen graduellen Ablauf der manuellen Wahl mit vorgegebener Zeitverzögerung ermöglicht.

6. Lenkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (c) die Funktion der Wahlvorrichtung (34) begrenzt, wenn die Einschlaggeschwindigkeit der Vorderräder größer als ein vorgegebener Wert ist.

7. Lenkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (c) die Funktion der Wahlvorrichtung (34) begrenzt, wenn sich das Getriebe des Fahrzeugs in Hochgeschwindigkeitsstellung (39) befindet.

8. Lenkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Warneinrichtung (41, 42), die bei Betätigung der Wahlvorrichtung (34) in Funktion tritt.

9. Lenkeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Warneinrichtung (41, 42) eine Warnung abgibt, wenn die Wahlvorrichtung (34) betätigt wird und das Getriebe des Fahrzeugs die Hochgeschwindigkeitsstellung (39) hat.

10. Lenkeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Warneinrichtung (41, 42) eine Verzögerungsvorrichtung umfaßt, die eine Warnsignalgabe mit vorbestimmter Zeitverzögerung bewirkt.

11. Lenkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Begrenzungsvorrichtung (45) zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit, wenn die Wahlvorrichtung (34) betätigt ist.

12. Lenkeinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Alarmvorrichtung (42), die ein Warnsignal abgibt, wenn die Begrenzungsvorrichtung (45) betätigt ist.

13. Lenkeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (45) eine Drosselklappen-Betätigungsvorrichtung (55) steuert.